振动时效法振动时效是利用机械共振的方法消除或均化金属结构在铸造、锻压、焊接和切削等机械加工后所产生的残余应力。它通过向工件施加一定大小和频率激荡力的方式给工件传递能量,使工件发生微小或宏观塑性应变来匀化和消除残余应力。振动时效法不只可以大幅度地消除工件内部的残余应力,而且设备简便、节能环保、消除残余应力效率高。超声波时效法首先在前苏联诞生,并在发达国家得到推广,该方法起先主要应用于船舶、核潜艇、航空航天等对消除应力非常严格的领域。但是由于超声波法只能解决构件表层一定深度内的应力问题,所以相对应用环境较窄,且成本颇高。残余应力在材料的使用中可能发生有害的影响。上海应力设备哪家好
节约能源,降低成本,无废渣、废气及辐射等污染。在工件的共振频率下进行时效处理,耗能极小。实践证明,功率为0.25至1马力的机械式激振器可振动150吨以下的工件。其能源消耗只为热时效的3~5%,成本只为热时效的8~10%。加之热时效时均需要以煤、油等作为燃料不可避免要排出大量的废渣、废气等不能够满足越来越高的环保要求。故振动时效已逐渐成为去应力的一选择。机械性能明显提高。经过振动时效处理的工件其残余应力可以被消除20~80%左右,高拉应力区消除的比低应力区大。可提高使用强度和疲劳寿命,而且从根本上防止了金属在热时效过程中产生的翘曲变形、氧化、脱碳及硬度降低等缺陷。还可以提高构件抗变形的能力,稳定构件的精度,提高机械质量。上海盲孔法应力怎么检测残余应力会影响材料的物理和化学性质。
消除应力有如下一些方法:1 自然时效:这种时效方式是把加工后的工件或结构放在自然环境中,经过一段时间后应力就松弛了。这种方法简单,但是,生产效率低,因为需要很长时间。2 热处理消除应力:这种方式是把工件或结构放进加热炉中,加热到一定温度,快速消除应力。这种方法比自然时效快,但是需要炉子、需要热能,甚至如果工件比较大的话,还需要吊装设备等辅助设施。成本高,需要的条件高,消耗能源多。振动时效工艺是通过给加工后的工件或结构按照某种形式施加一定的振动,这个振动所产生的动应力与材料中原有的内应力叠加,当超出材料的屈服极限时就会产生局部塑性变形而使应力松弛(消除应力),这样材料内部内应力大的地方应力降低了,应力分布也均匀了,材料就不容易产生变形了,也不会断裂了。与热时效去除应力相比,振动时效效率更高,能源利用率也更高。而且,一些大工件,用加热时效的方法成本太高,甚至难以实现。
超声波冲击消除焊接应力工艺:超声冲击是一种消除工件表面或焊缝区的残余拉应力,并在工件表面形成压应力的方法。可明显提高焊接接头的疲劳寿命和疲劳强度。焊后处理焊趾部位,使之平滑过渡,从而降低余高造成的应力集中,消除焊趾表面的缺陷;同时在焊趾处产生较大的压缩塑性变形,产生了残余压缩应力,调整了焊接残余应力场,并使焊趾部位得到强化和硬化。以上多方面因素有效地改善了焊接接头的疲劳性能。大量实验数据表明,超声冲击可使钢制焊接接头的疲劳强度提高60~180%,疲劳寿命延长10~135倍;使铝、钛有色金属焊接接头的疲劳强度提高26~48%,疲劳寿命延长5~45倍。超声冲击产品也已形成系列化产品,可普遍应用于船舶、石化、航空、铁路、风力涡轮机、钢或复合材料桥梁,重型起重机械等领域,适用于各种材料焊接结构的焊后处理,达到延长焊接结构疲劳寿命、提高其疲劳强度的目的,并且能在一定程度上消除焊接过程应力和残余应力,特别适用于普通接头、承载接头以及异种材料焊接接头等结构的焊后处理。残余应力测量需要对材料的结构和性能有一定的了解。
消除和调整残余应力的方法主要分为热作用法和机械作用法,根据不同的构件和残余应力产生的过程,正确选择消除残余应力的方法,可以有效地降低残余应力的危害作用。去应力退火是消除焊接残余应力、铸造残余应力、机械加工残余应力较常用和有效的方法之一。一般的退火是把构件在较高的温度下保温一段时间,然后再进行缓冷的工艺方法。回火是淬火后按照不同硬度要求进行的加热工艺,在回火过程中可以有效消除淬火产生的残余应力。为了避免组织变化而又能使应力去除,在100~200℃回火,也可消除相当大的一部分残余应力。随着回火温度的升高,残余应力去除的部分明显增大,当回火温度达到450℃及以上时,可以认为残余应力已完全消除。值得注意的是有的合金钢试样在淬火后表面为残余压应力,而经过有相变的回火后反而变为残余拉应力。残余应力的测量需要有经验丰富的专业人士进行操作。上海盲孔法应力怎么检测
残余应力的分布特征可能会在不同材料中有所不同。上海应力设备哪家好
振动时效通过振动,使工件内部残余的内应力和附加的振动应力的矢量和达到并超过材料屈服强度的时候,使材料发生微量的塑性变形,从而使材料内部的内应力得以松弛和减轻。振动时效之所以能够在大多数场合下取代热时效(退火),在实际加工中得到推广应用,得益于该项技术具有的明显优越性:投资少适用性强。与传统的热时效相比它无需庞大的时效炉,现代工业中的大型铸件与焊接件越来越多也越来越大,如采用热时效消除应力则需建造大型时效炉,不只造价昂贵、利用率低,而且炉内温度很难均匀,消除应力效果差。采用振动时效可以完全避免这些问题。因此,目前对长达几米至几十米的桥梁、船舶、化工器械的大型焊接件和重达几吨至几十吨的超重型铸件,较多地采用了振动时效。上海应力设备哪家好
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